第二章 直流电动机电力拖动§2.2 机电特性.ppt

2.2 他励直流电动机的机械特性 一、机械特性的表达式 1、什么叫机械特性？ 电动机处于稳态运行时，其转速与电磁转矩之间的关系。即 ｎ=ｆ(Tｅｍ) 2、他励直流电动机的机械特性方程 理想空载转速 机械特性斜率 转速降 说明： (1)由于Tｅｍ∝Ｉａ，只要φ保持不变，机械特性也可用转速特性代替。 (2)当U、φ、R为常数时，他励直流电动机的机械特性是一条以β为斜率向下的直线。 (3)实际空载转速ｎ0′＜理想空载转速ｎ0，(由于摩擦等原因，所以存在空载转矩。 (4)转速降△ｎ=βＴｅｍ=ｎ0－ｎ ∴ β越大， △ｎ越大，特性越陡，称为软特性。 β越小， △ｎ越小，特性越平，称为硬特性。 二、固有机械特性和人为机械特性 1、固有机械特性：即在额定工作条件下的机械特性。 (1)方程式； 注：由于电枢电阻很小，所以β很小，△ｎＮ很小。因此他励直流电动机的固有机械特性是硬机械特性。 2、人为机械特性 (1)电枢串电阻时的人为机械特性 (UN，ΦN不变) ①方程式 ② 特点：n0 不变，β增大，特性变软。 (2)降低电枢电压的人为机械特性 ①方程式 ②特点：β不变，ｎ0随电压的降低而正比减小,机械特性软硬不变。 (3)减弱励磁通时的人为机械特性 ①方程式 ②特点：Φ减小， n0增大，β增大，特性变软。 三、机械特性的求取 (一般根据铭牌数据PN、UN、IN、ｎN求取) (一)固有特性方程的求取方法步骤 1、估算电枢电阻Rａ 2、计算CｅΦＮ、ＣＴΦＮ 3、计算理想空载速 4、计算斜率 5、写固有机械特性方程： . （二）如何画机械固有特性曲线（用两点式） 1、计算理想空载点数据 4、计算额定工作点数据 说明： 根据(0，ｎ0)和(TN，nＮ)即可画出电动机的固有机械特性曲线。 . 二、人为机械特性的求取 1、求人为特性方程：根据参数U、RS、或Φ的变化重新计算ｎ0和β，然后代入特性方程ｎ=ｎ0－βTｅｍ即可。 2、画人为特性曲线：先求出某一负载点数据(TN，ｎN)，然后连接(0，ｎ0)两点即可。 【例题】 他励直流电动机的铭牌数据为PN=22KW，UN=220V，IN=116A，nＮ=1500ｒ／ｍｉｎ，试分别求取下列机械特性方程并绘制其特性曲线。 (1)固有机械特性； (2)电枢串入电阻RS=0.7Ω时的人为机械特性。 (3)电源电压降至110V时的人为机械特性； (4)磁通减弱至2／3ΦN时的人为机械特性。 【解】(1)固有机械特性 。 所以 固有机械特性为 理想空载点数据 额定工作点数据： (2)电枢回路串入Rｓ=0。7Ω时 Ｎ0=1654ｒ／ｍｉｎ不变，β增大为 人为特性为ｎ=1654－5.18Tｅｍ 当 Tｅｍ=TN时， ｎ=1654－5.18×147.3 =891ｒ／ｍｉｎ 由此画出人为特性曲线 (3)当电源电压降为110V时，β=1.04不变ｎ0变为ｎ0′=0.5×1645=827ｒ／ｍｉｎ。 人为特性为ｎ=827－1.04Tｅｍ。 当Tｅｍ=TN时， ｎ=827－1.04×147.3 =674ｒ／ｍｉｎ。 由此可作出人为特性曲线。 (4)磁通减弱至2／3ΦN时，ｎ0和β均会发生变化： ｎ0″= ∴人为特性为ｎ=2481－ 2.33 Tｅｍ 当T=TN时，ｎ=2481－2.33×147.3=2138ｒ／ｍｉｎ。 四、电力拖动系统稳定运行条件 1、什么是稳定运行？ 系统能在外界的扰动消失后，自动恢复到原来的转速下继续运行则称系统能稳定运行。 2、电力拖动系统稳定运行的充分必要条件 (1)必要条件： 电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点，即存在Tem =TL ; (2)充分条件： 在交点的转速以上存在Tem ＜TL ，而在交点的转速以下存在Tem ＞TL 。 结论：只要电动机具有下降的机械特性，就能满足稳定运行的条件。 第二章　直流电动机的电力拖动 本章重点 1。他励直流电动机的机械特性 2。直流电动机的起动、制动、调速 本章难点 电力拖动系统的运动方程式 注：本章第一节动力学基础，理论性较强，在课时不够时，可作选学内容。 一、什么是电力拖动？ 　用电动机作为原动机来拖动生产机械运行的系统就称为电力拖动系统。简称：电力拖动。 二、电力拖动系统的组成： 　包括：电动机、传动机构、生产机械、控制设备、电源等五部分。 这是分析电动机运行的重点、一定要很好掌握! T